Metallographie & Werkstoffprüfung

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Konrad Willms

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Zur Beurteilung von Schweißverbindungen ist deren metallographische Untersuchung unumgänglich. Zunächst sollte zur Beurteilung einer Schweißverbindung diese visuell in Augenschein genommen werden. Entspricht das A-Maß den Vorgaben, weist die Schuppung der Naht Unregelmäßigkeiten auf, sind grobe Fehler in Bezug auf die Nahtführung erkennbar, wie sieht die Nahtwurzel aus, u.s.w. Dies ist anhand von fotografischen Aufnahmen zu dokumentieren, sowie jeder weitere Schritt der nachfolgenden Untersuchungen. Der nächste Schritt ist die Entnahme von Proben zur detaillierten Untersuchung. Hier gibt die Makroskopie Aufschluss über die Schweißnahtgeometrie, Einbrandtiefe und Fehler wie Poren, Bindefehler, nichtmetallische Einschlüsse, Seigerungen und Risse. Im Detail geht es dann mit der Mikroskopie weiter, die Informationen hinsichtlich Gefügestruktur, Korngröße, Kornausrichtung, Korngrenzenbelägen, mikroskopischen Artefakten, Phasenverteilung, Phasengröße und vielem mehr gibt. Nach Makroskopie und Mikroskopie kann ein Härteprofil weitere wichtige Erkenntnisse über die Güte eine Scheißverbindung zur Verfügung stellen.

Dementsprechend können folgende Dienstleistungen angeboten werden:

Erstellen von Makroschliffen:

Zur Anwendung kommen unterschiedliche Ätzmittel und Ätzverfahren, abgestimmt auf den zu untersuchenden Werkstoff. Die Dokumentation erfolgt in digitaler Form. Zu beachten ist hierbei die Probengröße, wobei größere Proben, oder Bauteile, zunächst in eine handliche Größe gebracht werden müssen. Nach den erforderlichen Trennarbeiten sind Schleifen und ein eventuelles Anpolieren der zu betrachtenden Probenseite zwingend notwendig.

Erstellen von Mikroschliffen:

Zur Beurteilung von Schweißverbindungen gehört die Darstellung des Kleingefüges und von Fehlern die makroskopisch nicht angezeigt werden können Die Dokumentation erfolgt in digitaler Form. Je nach Art der mikroskopischen Untersuchung werden die Proben im polierten Zustand, z.B. der Nachweis von Einschlüssen, oder im geätzten Zustand untersucht. Zur Anwendung kommen unterschiedliche Ätzverfahren und Ätzmittel die auf den jeweiligen Werkstoff abgestimmt sind. Zu beachten ist das zur Probenvorbereitung die Proben eingebettet werden müssen. Hierzu stehen Einbettpressen mit einem Durchmesser von 1,5 Zoll zu Verfügung. Die Probengröße darf ein Maß von max. 30 mm in der Diagonale sowie einer Höhe von max. 20 mm nicht überschreiten. Größere Probestücke oder Bauteile müssen vor der eigentlichen Probenpräparation auf ein entsprechendes Maß gebracht werden.

Erstellen von Härteprofilen und Einzelmessungen:

Zur Güte und Qualität von Schweißverbindung gehört auch die Bestimmung deren Härte. Insbesondere der Nachweis einer Aufhärtung im Bereich der Schmelzlinie ist hier zu benennen. Zum Nachweis dient ein Härteprofil vom Grundwerkstoff über Wärmeeinflusszone und Schweißgut. Zum Einsatz kommt eine rechnergestützte Härtemesseinrichtung deren Messbereich Vickers HV 0,005 bis HV 2 beträgt. Einzelwerte können mit Vickers bis HV 50, dem Brinell Verfahren und dem Rockwell Verfahren ermittelt werden.

Erstellen von Röntgenaufnahmen:

Zur zerstörungsfreien Prüfung von Schweißverbindungen gehört das Röntgen. Zur Darstellung von Rissen, Poren und Bindefehlern setzen wir die Grobstruktur-Röntgenanalytik ein. Zur Verfügung steht eine digitale 225 KV Röntgenanlage. Gerätetechnisch kann die Anlage ca. 30 mm Stahl durchleuchten.

Erstellen von Zugversuchen:

Zur Ermittlung der Werkstoffkennwerte gehört die Zugfestigkeit. Die Ermittlung der Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnung erfolgt nach Norm. Zur Verfügung steht eine 600 KN Zugprüfmaschine. Der max. Prüfbereich von 600 KN zeigt hier natürlich die Grenze der möglichen Probengröße auf.

Ermitteln der Kerbschlagzähigkeit:

Ein weiterer Werkstoffkennwert ist die Kerbschlagzähigkeit, auch in Form einer Av-t Kurve. Zur Ermittlung der Kerbschlagzähigkeit setzen kommt ein 300 Joule Kerbschlaghammer zum Einsatz. Zur Erstellung einer Av-t Kurve werden Kerbschlagbiegeversuche mit einem Temperaturspektrum von Raumtemperatur bis zu -80 °C durchgeführt.